JP2009039802A - フィレットロール加工装置及びフィレットロール加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置構成を簡略化して装置コストを低減することのできるフィレットロール加工装置を提供する。
【解決手段】アッパーアーム１１とロワーアーム１３を開閉自在としてピン部又はジャーナル部をフィレットローラ１０と把持ローラ１２とで挟み込むクランプ状態又は挟み込みを開放するアンクランプ状態とするアーム開閉機構部１４と、アッパーアーム及びロワーアームをフレーム１５に対して吊り下げて支持させる揺動自在なアーム支持部材３１を有したアーム支持機構部１６と、アーム支持部材に係合してこのアーム支持部材を揺動不可能にするロック位置とアーム支持部材に非係合してこのアーム支持部材を揺動可能にするアンロック位置とに渡り回動自在とされるロックアーム部材４１を有し、このロックアーム部材を前記アーム開閉機構部の動作に連動させてロック位置とアンロック位置とに回動自在とするロック機構部１８と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、クランクシャフトのピン部またはジャーナル部のフィレット溝を加工するフィレットロール加工装置及びフィレットロール加工方法に関する。

例えば、自動車などのエンジンを構成する部品のうちクランクシャフトには大きな負荷が掛かることから疲労破壊しないように、クランクピンやクランクジャーナルの隅部に形成されたフィレット溝に超鋼やハイス材からなるフィレットローラを数ＫＮ以上の押圧力で押し付け、クランクシャフトを回転させながらロール加工（塑性加工）することにより、フィレット溝に圧縮残留応力を与えるフィレットロール加工がなされている（例えば、特許文献１等に記載）。

ピン部のフィレットロール加工時には、フィレットローラを先端に有したアッパーアームと、ピン部を前記フィレットローラとで挟み込む把持ローラを先端に有したロワーアームとからなる一対のアームを、クランクシャフトの回転に応じて連れ回す必要があることから、アームをフレームに対して揺動自在に支持するアーム支持機構が必要である。また、フィレットロール加工待機時には、アッパーアームとロワーアームを開いたアンクランプ状態で待機させておく必要があるため、そのアンクランプ状態を保持させるためのアーム姿勢保持機構が必要となる。さらには、アッパーアームとロワーアームを開閉させるアーム開閉機構も必要となる。
特開昭６２ー７９９５７号公報

このように、フィレットロール加工装置には、複数の機構部が必要であるため、多数のシリンダなどからなるアクチュエータや配管、配線類が必要となる。そのため、フィレットロール加工装置の機構が複雑となり高コストになる。

そこで、本発明は、装置構成を簡略化して装置コストを低減することのできるフィレットロール加工装置及びフィレットロール加工方法を提供することを目的とする。

本発明のフィレットロール加工装置は、フィレットローラを先端部に設けたアッパーアームと、クランクシャフトのピン部又はジャーナル部を前記フィレットローラとで挟み込む把持ローラを先端部に設けたロワーアームと、前記アッパーアームと前記ロワーアームの他端部に取り付けられ、これらアームを開閉自在として前記ピン部又はジャーナル部を前記フィレットローラと前記把持ローラとで挟み込むクランプ状態又は挟み込みを開放するアンクランプ状態とするアーム開閉機構部と、前記アッパーアーム及び前記ロワーアームをフレームに対して吊り下げて支持させる揺動自在なアーム支持部材を有したアーム支持機構部と、前記アーム支持部材に係合してこのアーム支持部材を揺動不可能にするロック位置とアーム支持部材に非係合してこのアーム支持部材を揺動可能にするアンロック位置とに渡り回動自在とされるロックアーム部材を有し、このロックアーム部材を前記アーム開閉機構部の動作に連動させてロック位置とアンロック位置とに回動自在とするロック機構部と、を備える。

本発明のフィレットロール加工装置によれば、アクチュエータの数を減らして装置構成を簡略化することができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態は、自動車エンジンの一部を構成するクランクシャフトのフィレット溝をフィレットロール加工するフィレットロール加工装置に、本発明を適用した例である。

［フィレットロール加工装置の構成］
図１はフィレットロール加工装置のユニット全体を示す平面図、図２はクランクシャフトの正面図、図３はフィレットロール加工装置の正面図、図４は図３のＡ−Ａ線矢視図、図５は図３のＢ線矢視図、図６は退避位置にあるフィレットロール加工装置の正面図、図７はクランプ位置にあるフィレットロール加工装置の正面図である。

本実施の形態のフィレットロール加工装置は、クランクシャフトのピン部またはジャーナル部の隅部に形成されたフィレット溝をフィレットロール加工することにより圧縮残留応力を発生させて当該クランクシャフトの疲労強度を向上させる装置である。この装置は、図１に示すように、クランクシャフト１をクランプし且つ回転させるワーククランプ回転機構部２に隣接して設けられ、ベッド３上に設けられた前後スライド機構部４と左右スライド機構部５により、フィレットロール加工装置６をクランクシャフト１に対して接近離反させると共に軸方向に移動させるように構成されている。

フィレットロール加工装置６は、例えば４気筒エンジン用、６気筒エンジン用、或いは車種により数種類の形態のクランクシャフト１があるため、それらに応じて加工できるように複数設けられている。図１では、フィレットロール加工装置６をクランクシャフト１の軸方向に所定間隔で５つ配列させた構成としている。

クランクシャフト１には、図２に示すように、フロントシャフト部７と同軸上にジャーナル部８が５個所設けられると共に、そのフロントシャフト部７に偏心した位置にピン部９が４個所設けられている。かかるクランクシャフト１は、４気筒エンジンに使用されるもので、フロントシャフト部７が設けられるフロント側（向かって右側）が従動側とされ、リア側（向かって左側）がトランスミッション側とされる。

ピン部９は、フロント側からリア側に向かってそれぞれ１番ピン、２番ピン、３番ピン、４番ピンとされ、ジャーナル部８も同様に、フロント側からリア側に向かってそれぞれ１番ジャーナル、２番ジャーナル、３番ジャーナル、４番ジャーナルとされる。これらピン部９、ジャーナル部８及びフロントシャフト部７のフィレット溝９ａ、８ａ、７ａは、全て本実施の形態のフィレットロール加工装置でフィレットロール加工を行う。

フィレットロール加工装置６は、図３に示すように、フィレットローラ１０を先端部に設けたアッパーアーム１１と、クランクシャフト１のピン部９又はジャーナル部８を前記フィレットローラ１０とで挟み込む把持ローラ１２を先端部に設けたロワーアーム１３と、アッパーアーム１１とロワーアーム１３の他端部に取り付けられ、これらアーム１１，１３を開閉自在として前記ピン部９又はジャーナル部８を前記フィレットローラ１０と前記把持ローラ１２とで挟み込むクランプ状態又は挟み込みを開放するアンクランプ状態とするアーム開閉機構部１４と、アッパーアーム１１とロワーアーム１３をフレーム１５に対して吊り下げて支持させる揺動自在なアーム支持部材３１を有したアーム支持機構部１６と、アッパーアーム１１とロワーアーム１３をアンクランプ状態に保持させるアンクランプ保持機構部１７と、アーム支持部材３１に係合してこのアーム支持部材３１を揺動不可能にするロック位置とアーム支持部材３１に非係合してこのアーム支持部材３１を揺動可能にするアンロック位置とに渡り回動自在とされるロックアーム部材４１を有し、このロックアーム部材４１を前記アーム開閉機構部１４の動作に連動させてロック位置とアンロック位置とに回動自在とするロック機構部１８と、から構成される。

フィレットローラ１０は、アッパーアーム１１の先端部に取り付けられたフィレットローラカセット１９に回転可能に設けられている。把持ローラ１２は、ロワーアーム１３の先端部に取り付けられた把持ローラカセット２０に回転可能に設けられている。かかる把持ローラ１２は、フィレットローラ１０をピン部９、ジャーナル部８及びフロントシャフト部７の反対側から支えるようになっている。

アーム開閉機構部１４は、図３から図５に示すように、アッパーアーム１１とロワーアーム１３を開閉自在とする駆動部であるクランプシリンダ２１と、クランプシリンダ２１のボディ２２に取り付けられ、アッパーアーム１１を連結するアッパージョイント２３と、アッパーアーム１１に固定されるピン２７と、アッパージョイント２３に形成された前記ピン２７を挿通ガイドする長孔４２とにより前記アッパージョイント２３を前記アッパーアーム１１に連結させる連結手段と、クランプシリンダ２１のロッド２４先端に連結ネジ２５で固定され、ロワーアーム１３にヒンジピン２９で連結されるロワージョイント２６と、からなる。

アッパージョイント２３は、クランプシリンダ２１のボディ２２にボルトなどにより取り付けられており、アッパーアーム１１を連結手段で連結させている。連結手段は、アッパーアーム１１の基端側部に固定されたピン２７と、このピン２７を挿通ガイドさせるアッパージョイント２３に形成された長孔４２と、からなる。この長孔４２にピン２７が挿通ガイドされることにより、前記アッパーアーム１１が前記アッパージョイント２３に対して連結される。

また、アッパージョイント２３とアッパーアーム１１の基端側部には、これらの間に弾性部材である引っ張りバネ４３が掛けられている。引っ張りバネ４３は、一端部をアッパージョイント２３に係止させ、他端部をアッパーアーム１１の基端側部に係止させており、クランプシリンダ２１が動作してアッパーアーム１１とロワーアーム１３が閉じて行く過程でアッパーアーム１１をアーム閉じ方向に付勢する。この引っ張りバネ４３の作用については、フィレットロール加工装置６によるフィレット加工説明時に詳述する。

ロワージョイント２６は、クランプシリンダ２１のロッド２４にロワーアーム１３を取り付けるための連結部材で、ヒンジピン２９をその先端側部とロワーアーム１３の基端部に貫通させている。ヒンジピン２９とロワーアーム１３との結合部分には、ロワージョイント２６に対してロワーアーム１３を回動可能とするための軸受け３０が設けられている。

このように構成されたアーム開閉機構部１４においては、クランプシリンダ２１のロッド２４をボディ２２内へと没すると、図３及び図４に示すように、アッパーアーム１１及びロワーアーム１３の先端部に設けたフィレットローラ１０と把持ローラ１２が共にクランクシャフト１から離れアームがアンクランプ状態となる。

一方、クランプシリンダ２１のロッド２４をボディ２２から突出させると、ロッド２４先端に連結されたロワージョイント２６に押されてロワーアーム１３の基端部が図３中下方へ押され、ロワーアーム１３の先端部に設けた把持ローラ１２がクランクシャフト１に接近する。把持ローラ１２がクランクシャフト１のピン部９又はジャーナル部８に接触するとそれ以上回転できないから、今度は、アッパーアーム１１が回転して先端部に設けたフィレットローラ１０を前記把持ローラ１２とでピン部９又はジャーナル部８を挟み込む。このアーム開閉機構部１４によるアームの開閉動作に関しては、後述するものとする。

アーム支持機構部１６は、フレーム１５に揺動自在に吊り下げて取り付けられた２本のアーム支持部材３１と、これらアーム支持部材３１の先端側部に前記アッパーアーム１１及びロワーアーム１３をぶら下げ且つこれらアームの開閉支点となるアーム支持開閉支持ピン３２と、からなる。

アーム支持部材３１は、フレーム１５の天板部１５ａを挟んでその両側にそれぞれその長手方向を垂直に向けて配置されると共に、天板部１５ａの上を横切るようにして設けられた連結部材３３により基端部同士が連結されている。各アーム支持部材３１は、天板部１５ａの側面に固定された支持ピン３４にその基端側部を回動自在に取り付けられ、この支持ピン３４を中心として揺動自在とされている。アーム支持部材３１の先端側には、アッパーアーム１１及びロワーアーム１３をぶら下げ且つこれらアームの開閉支点となるアーム支持開閉支持ピン３２が取り付けられている。

アーム支持開閉支持ピン３２は、アッパーアーム１１とロワーアーム１３の長手方向中央付近に取り付けられたアーム連結部材３５、３６とアーム支持部材３１の先端側部を貫通させて取り付けられている。アッパーアーム１１及びロワーアーム１３は、このアーム支持開閉支持ピン３２によりフレーム１５に対してぶら下げられると共に、このアーム支持開閉支持ピン３２を中心として相互に開閉自在とされている。なお、アーム支持開閉支持ピン３２の位置は、アッパーアーム１１及びロワーアーム１３が前記したアーム開閉機構部１４が取り付けられる基端側部にバランス的に重くなる位置に設定される。

アンクランプ保持機構部１７は、フレーム１５に固定された固定ピン３７と、アッパーアーム１１及びロワーアーム１３にそれぞれ取り付けられた固定ピン受け部３８，３９と、を有し、前記固定ピン受け部３８、３９で前記固定ピン３７を挟み込むことでアームのアンクランプ状態を保持させる。

固定ピン３７は、フレーム１５の天板部１５ａの両側に設けられた垂直板部１５ｂ間に固定されている。固定ピン３７は、垂直板部１５ｂの略中央高さ位置にその両端部を植立させる円柱形状のピンからなる。固定ピン受け部３８、３９は、固定ピン３７を受ける部位を略Ｖ字形状としたブロックとして形成され、アッパーアーム１１とロワーアーム１３の対向位置にそれぞれ固定されている。これら固定ピン受け部３８、３９で固定ピン３７を上下方向から挟み込むことで、前記アッパーアーム１１及びロワーアーム１３のアンクランプ状態を保持させることができる。

ロック機構部１８は、フレーム１５に対して基端部を回動自在に取り付けられたロックアーム部材４１と、このロックアーム部材４１の先端側部に設けられ、前記アーム支持部材３１の基端部に形成された（実際には２つのアーム支持機構部１６を連結する連結部材３３に形成された）穴部４０に挿脱されるロックピン４４と、フィレットローラ１０と把持ローラ１２とでピン部９又はジャーナル部８を挟み込むクランプ状態となった時に、前記アーム開閉機構部１４の動作に連動して作動し前記ロックアーム部材４１を跳ね上げて前記ロックピン４４を前記穴部４０から引き抜く跳ね上げアーム部材４５と、からなる。

ロックアーム部材４１は、フレーム１５に設けられた軸４８に回動自在にその基端部を取り付け、該フレーム１５の天板部１５ａ上でその先端部をこの天板部１５ａに接近させる方向と離れる方向に回動自在とされる。

ロックピン４４は、ロックアーム部材４１の先端側部に設けられ、前記アーム支持部材３１の基端部に形成された穴部４０に挿脱される。このロックピン４４が穴部４０に挿入されることで、フレーム１５に対してアーム支持部材３１が揺動不可能となる。一方、ロックピン４４が穴部４４から引き抜かれることで、フレーム１５に対してアーム支持部材３１が揺動可能となる。

また、このロックピン４４の前方には、前記ロックアーム部材４１の回動停止位置を規制するためのストッパーピン４９が設けられている。ストッパーピン４９は、ロックアーム部材４１の先端部に、天板部１５ａに向けて設けられている。このストッパーピン４９は、ロックアーム部材４１が閉じたときに、該天板部１５ａに接触してそれ以上ロックアーム部材４１が回動するのを阻止する。

また、このロックアーム部材４１と天板部１５ａには、ロックアーム部材４１をアンロック位置からロック位置に復帰させる復帰手段が設けられている。復帰手段は、一端部をロックアーム部材４１に固定し、他端部を天板部１５ａに固定させた引っ張りバネ５６からなる。この引っ張りバネ５６は、ロックピン４４が穴部４０から引き抜かれたアンロック位置とされた状態からロックピン４４が穴部４０に挿入されてロックされた位置へと復帰させるのに用いられると共に、ロック状態を維持させる機能を持つ。

跳ね上げアーム部材４５は、前記したアッパージョイント２３に基端部を固定させ、前記アーム開閉機構部１４の動作に連動して作動する。この跳ね上げアーム部材４５は、その先端部が上方に屈曲され、その屈曲した先端にロックアーム部材４１に接触してこのロックアーム部材４１を跳ね上げるローラ５５が設けられている。ローラ５５は、ロックアーム部材４１の先端部に設けられた軸５７に対して回動自在とされている。

かかる跳ね上げアーム部材４５は、クランプシリンダ２１の動作に連動してアッパージョイント２３と共に昇降動し、その先端部に設けたローラ５５を前記ロックアーム部材４１に接触させながらこのロックアーム部材４１を回動させる。この跳ね上げアーム部材４５によりロックアーム部材４１を回動操作させて該ロックアーム部材４１をロック位置とアンロック位置とに回動自在とする動作については、後述のフィレットロール加工装置６によるフィレット加工説明時に詳述する。

なお、前記跳ね上げアーム部材４５の回動範囲には、前記フレーム１５の天板部１５ａとの接触を防止し該跳ね上げアーム部材４５の先端部を上方に臨ませる切欠部５８が形成されている。

このように構成されたフィレットロール加工装置６には、アーム開確認センサ４６と、アーム閉確認センサ４７と、が設けられている。

アーム開確認センサ４６は、アッパーアーム１１の基端部に取り付けられたセンサ取付け部材５０に設けられ、ロワーアーム１３の基端部に設けられたアーム開被検出部５１を検出する。このアーム開確認センサ４６がアーム開被検出部５１を検出すると、アームが開状態のアンクランプ状態にあると判断する。

アーム閉確認センサ４７は、アッパーアーム１１の先端寄りの位置に取り付けられたセンサ取付け部材５２に設けられ、クランクシャフト１のピン部９又はジャーナル部８をクランプした時に相対向するロワーアーム１３に取り付けられたアーム閉被検出部５３を検出してアームの閉状態を確認する。アーム閉被検出部５３は、ロワーアーム１３に取り付けられた被検出部取付け部材５４に設けられている。このアーム閉確認センサ４７がアーム閉被検出部５３を検出すると、アームが閉状態のクランプ状態にあると判断する。

以上のように構成されたフィレットロール加工装置６は、前後スライド機構部４によりクランクシャフト１に対して接近離反されるようになっている。前後スライド機構部４は、前後スライドテーブル５９上に固定した前後スライドレール６０の上にフレーム１５を載せ、前後スライド用シリンダ６１でフィレットロール加工装置６を前記スライドレール６０に沿ってスライドさせることにより、クランクシャフト１に対してフィレットロール加工装置６を接近離反させる。

なお、前後スライド機構部４には、フィレットロール加工装置６がクランプ位置にスライドされたことを検出するためのクランプ位置検出センサ６２及びその被検出部６３と、フィレットロール加工装置６がクランクシャフト１から離れた退避位置にあることを検出する退避位置検出センサ６４及びその被検出部６５とが設けられている。図６は、フィレットロール加工装置６の退避位置を示し、図７は、フィレットロール加工装置６のクランプ位置を示している。

「フィレット加工動作」
次に、上述のように構成されたフィレットロール加工装置６によるクランクシャフト１のピン部９またはジャーナル部８のフィレット加工動作について説明する。図７から図２０はフィレットロール加工装置６の動作図である。

先ず、クランクシャフト１をワーククランプ回転機構部２にセットする。ワーククランプ回転機構部２では、チャッキング機構によってクランクシャフト１がチャッキングされる。

次に、このクランクシャフト１に対してフィレットロール加工装置６を、前後スライド機構部４及び左右スライド機構部５により位置出しを行う。すなわち、左右スライド機構部５によりフィレットロール加工装置６を、クランクシャフト１のクランク軸方向にスライドさせてフィレット加工位置に移動させる。また、前後スライド機構部４によりフィレットロール加工装置６を、図６の退避位置から図７のクランプ位置までスライドさせる。

そして、フィレットロール加工装置６がクランプ位置に位置決めされたところで、アーム開閉機構部１４のクランプシリンダ２１を作動させ、ロッド２４をクランプシリンダ２１のボディ２２から突出させる。すると、このロッド２４の先端に連結ネジ２５で固定されたロワージョイント２６が下方に押され、このロワージョイント２６にヒンジピン２９で連結されたロワーアーム１３の基端部を下方へ押し込む。すると、ロワーアーム１３は、図８に示すように、アーム支持機構部１６のアーム支持部材３１に軸支されたアーム支持開閉支持ピン３２を回転中心として回転し、先端部に設けられた把持ローラ１２をクランクシャフト１のピン部９に接近させる。

このとき、ロワーアーム１３に取り付けられた固定ピン受け部３９による前記固定ピン３７に対する挟み込みが解除されるが、アーム支持部材３１はロック機構部１８により揺動不可能なロックされた状態にあるため、クランクシャフト１とロワーアーム１３の位置関係が大きくずれることなくアーム閉じ動作が続けられる。ロワーアーム１３のアーム閉じ動作中は、アッパーアーム１１は、その自重により固定ピン受け部３８を前記固定ピン３７に載せた状態を保持し回転しない状態を維持する。

前記ピン部９に把持ローラ１２が接触すると、ロワーアーム１３がそれ以上回転できなくなるため、今度は、アッパーアーム１１が回転し始める。すなわち、アッパーアーム１１は、アッパージョイント２３との間に取り付けられた引っ張りバネ４３によりこのアッパージョイント２３の上昇と共にその基端部も上昇して行き、前記アーム支持開閉支持ピン３２を中心としてその先端部をピン部９に接近させるように回転する。このアッパーアーム１１の回転により、該アッパーアーム１１に取り付けられた固定ピン受け部３８が固定ピン３７から離れるが、アーム支持部材３１はロック機構部１８により揺動不可能なロックされた状態にあるため、クランクシャフト１とアッパーアーム１１の位置関係が大きくずれることなくアーム閉じ動作が続けられる。

そして、アッパーアーム１１の先端部に設けられたフィレットローラ１０がクランクシャフト１のピン部９に接触すると、仮クランプ状態となる。図８はピン部を仮クランプしたときのフィレットロール加工装置の状態を示し、図９はピン部を仮クランプしたときのアーム開閉機構部の状態を示す。仮クランプ状態では、アッパーアーム１１に固定されたピン２７は、アッパージョイント２３に形成された長孔４２の上端４２ａに接して位置している。なお、仮クランプ状態は、アーム閉確認センサ４７で検出される。図１０は、クランクシャフト１のジャーナル部８が仮クランプされた状態を示す。

前記仮クランプ状態からさらにクランプシリンダ２１のロッド２４が下方に伸びると、アッパーアーム１１の先端部に設けられたフィレットローラ１０がピン部９に接触した状態にあるため、前記アッパーアーム１１はそれ以上回転しない。そのため、ロッド２４が下方へさらに伸びるのに伴いアッパージョイント２３も図１１に示すようにクランプシリンダ２１と共に上方に上昇して行く。アッパージョイント２３が上昇することで、このアッパージョイント２３とアッパーアーム１１との間に掛けられた引っ張りバネ４３が、図１２に示すように伸びる。この引っ張りバネ４３が伸びることで、アーム閉じ方向への付勢力がアッパーアーム１１に加わる。そして、アッパーアーム１１の基端部に固定されたピン２７がアッパージョイント２３に形成された長孔４２の下端４２ｂに当接すると本クランプ状態となり、ピン部９のクランプ動作が完了する。

この一方、クランプシリンダ２１のロッド２４が下方へ伸びると、アッパージョイント２３に取り付けられた跳ね上げアーム部材４５もこのアッパージョイント２３と共に上昇して行く。図８に示す仮クランプ状態になると、フレーム１５の天板部１５ａに形成された切欠部５８から跳ね上げアーム部材４５の先端部に設けられたローラ５５が上方に突出する。そして、この仮クランプ状態から図１１の本クランプ状態までの間で、前記跳ね上げアーム部材４５のローラ５５が前記ロックアーム部材４１に接触し、このロックアーム部材４１を前記フレーム１５に設けられた軸４８を回動支点としてアンロック位置へと跳ね上げて行く。

このロックアーム部材４１が跳ね上げアーム部材４５によって跳ね上げられると、アーム支持部材３１の基端部に形成された穴部４０からロックピン４４が引き抜かれ、アーム支持部材３１はフレーム１５に対して揺動可能となり、ロック状態が解除される。図１３は、ジャーナル部８をクランプしたフィレットロール加工装置６の本クランプ状態を示す。

このように、ピン部９の本クランプ完了とアーム支持部材３１のロック解除が完了したらフィレットロール加工を開始する。以下、ピン部９にフィレットロール加工を行う例として説明する。先ず、ワーククランプ回転機構部２を作動してクランクシャフト１を回転させる。

すると、ピン部９は、クランクシャフト１のクランプ軸芯と偏芯した位置にあるため、そのクランプ軸芯回りに回転する。したがって、このピン部９をフィレットローラ１０と把持ローラ１２とで挟み込んだアッパーアーム１１及びロワーアーム１３は、図１４から図２０に示すように、フレーム１５に軸支された支持ピン３４を回転中心として揺動するアーム支持部材３１に吊り下げられた状態で前記ピン部９に連れ回りして回転する。

図１４は、クランクシャフト１が４５度回転したときのアーム姿勢状態を示す。図１５は、クランクシャフト１が９０度回転したときのアーム姿勢状態を示す。クランクシャフト１が９０度回転した位置では、アッパーアーム１１とロワーアーム１３がほぼ平行な状態となる。図１６は、クランクシャフト１が１３５度回転したときのアーム姿勢状態を示す。図１７は、クランクシャフト１が１８０度回転したときのアーム姿勢状態、図１８はクランクシャフト１が２２５度回転したときのアーム姿勢状態、図１９はクランクシャフト１が２７０度回転したときのアーム姿勢状態を示す。クランクシャフト１が２７０度回転した位置では、アッパーアーム１１とロワーアーム１３がほぼ平行な状態となる。図２０は、クランクシャフト１が３１５度回転したときのアーム姿勢状態を示す。

そして、アッパーアーム１１とロワーアーム１３が図１１に示す初期位置に戻ってアームの１回転が終了する。この動作をフィレットロールに必要な回転数だけクランクシャフト１を回転させることで、ピン部９にフィレットロール加工を行う。前後スライド機構部４のスライドシリンダと、アーム開閉機構部１４のクランプシリンダと、ロック機構部１８のロックシリンダと、フィレットロールの動作タイミングについては、図２１のタイミングチャートに示す。

そして、ピン部９のフィレットロール加工が終了したら今度は、ロック機構部１８を動作させてクランプシリンダ２１のロッド２４をボディ２２内に没し、前記したクランプ動作の逆の動作を行わせる。これにより、跳ね上げアーム部材４５が下降することでロックアーム部材４１が元のロック位置へと戻り、このロックアーム部材４１に設けられたロックピン４４がアーム支持部材３１の基端部に形成した穴部４０に挿入され、前記アーム支持部材３１が揺動不可能にロックされる。

さらに、ロッド２４のボディ２２内への引き込みにより、アッパーアーム１１及びロワーアーム１３が次第に開いて行き、フィレットローラ１０と把持ローラ１２とによるピン部９の把持状態を開放する。このアーム開動作時においては、アーム支持部材３１が揺動不可能なロック状態にあるため、固定ピン３７と固定ピン受け部３８、３９との位置関係が大きくずれることなくアームの開き動作が続けられる。

そして、固定ピン受け部３８、３９で固定ピン３７が挟み込まれると、図７に示すアンクランプ状態に戻る。アンクランプ状態は、アーム開確認センサ４６で検出される。次に、前後スライド機構部４を作動させてフィレットロール加工装置６を図６の退避位置に戻してピン部９のフィレットロール加工を終了する。ジャーナル部８をフィレット加工する場合は、ピン部９と同様の動作を行うことでジャーナル部８をフィレット加工することができる。

「本実施の形態による効果」
以上のようにして構成されたフィレットロール加工装置によれば、アーム支持部材を揺動不可能にするロック位置と揺動可能にするアンロック位置とに渡り回動自在とされるロックアーム部材４１を、アーム開閉機構部１４の動作に連動させてロック位置とアンロックとに回動自在とするロック機構部１８を備えているので、ロックアーム部材４１を回動させるための動力源として前記アーム開閉機構部１４の動力を使用することができる。

また、本実施の形態によれば、アーム開閉機構部１４の動作に連動して作動する跳ね上げアーム部材４５でロックアーム部材４１を跳ね上げてロックピン４４をアーム支持部材３１の基端部に形成された穴部４０から引き抜くようにしたロック機構部１８を備えているので、このロックアーム部材４１を回動させるための専用のアクチュエータが不要となり、それに伴うアクチュエータ作動用ソレノイドバルブ、作動限確認用センサ等も不要で、これらの購入費、配管及び配線工事費等のコストを低減することができる。

また、本実施の形態によれば、アッパーアーム１１とロワーアーム１３が閉じて行く過程でアッパーアーム１１を閉じ方向に付勢する弾性部材である引っ張りバネ４３をアッパージョイント２３とアッパーアーム１１の基端側部とに掛けて設けたので、この引っ張りバネ４３の付勢力でアッパーアーム１１をアーム閉じ方向に付勢させることができ、ピン部９又はジャーナル部８をより強くクランプさせることができる。

また、本実施の形態によれば、跳ね上げアーム部材４５の先端部にローラ５５を設けたので、このローラ５５が回転することで前記ロックアーム部材４１を跳ね上げる際の抵抗を低減させることができる。

また、本実施の形態によれば、ロックアーム部材４１をアンロック位置からロック位置に復帰させる復帰手段である引っ張りバネ５６を有しているので、このロックアーム部材４１をアンロック位置からロック位置に確実に復帰させることができる。

また、本実施の形態によれば、フレーム１５に跳ね上げアーム部材４５の先端部を臨ませる切欠部５８を形成したので、跳ね上げアーム部材４５のフレーム１５に対する接触が防止される。

本発明のフィレットロール加工方法によれば、アーム開閉機構部１４の動力を使用してアーム支持部材を揺動不可能にロックすることも揺動可能にアンロックさせることもできる。

以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に制限されることなく種々の変更が可能であることは言うまでもない。

アッパーアーム１１とアッパージョイント２３を連結させる連結手段の変形例として、例えば図２２に示すように、前述した実施の形態（図４参照）とは異なり、アッパージョイント２３にピン２７を固定し、このピン２７を挿通ガイドさせる長孔４２をアッパーアーム１１に形成するようにしても同様の作用効果が得られる。

フィレットロール加工装置のユニット全体を示す平面図である。 クランクシャフトの平面図である。 フィレットロール加工装置の正面図である。 図３のＡ−Ａ線矢視図である。 図３のＢ線矢視図である。 退避位置にあるフィレットロール加工装置の正面図である。 クランプ位置にあるフィレットロール加工装置の正面図である。 フィレットロール加工装置によるフィレット加工動作を示し、ピン部の仮クランプ状態を示す図である。 図８の状態時におけるアーム開閉機構部を示す図である。 フィレットロール加工装置によるフィレット加工動作を示し、ジャーナル部の仮クランプ状態を示す図である。 フィレットロール加工装置によるフィレット加工動作を示し、ピン部の本クランプ状態を示す図である。 図１１の状態時におけるアーム開閉機構部を示す図である。 フィレットロール加工装置によるフィレット加工動作を示し、ジャーナル部の本クランプ状態を示す図である。 フィレットロール加工装置によるフィレット加工動作を示し、クランクシャフトが４５度回転したときのアーム姿勢状態を示す図である。 フィレットロール加工装置によるフィレット加工動作を示し、クランクシャフトが９０度回転したときのアーム姿勢状態を示す図である。 フィレットロール加工装置によるフィレット加工動作を示し、クランクシャフトが１３５度回転したときのアーム姿勢状態を示す図である。 フィレットロール加工装置によるフィレット加工動作を示し、クランクシャフトが１８０度回転したときのアーム姿勢状態を示す図である。 フィレットロール加工装置によるフィレット加工動作を示し、クランクシャフトが２２５度回転したときのアーム姿勢状態を示す図である。 フィレットロール加工装置によるフィレット加工動作を示し、クランクシャフトが２７０度回転したときのアーム姿勢状態を示す図である。 フィレットロール加工装置によるフィレット加工動作を示し、クランクシャフトが３１５度回転したときのアーム姿勢状態を示す図である。 前後スライド機構部のスライドシリンダと、アーム開閉機構部のクランプシリンダと、ロック機構部のロックシリンダと、フィレットロールの動作タイミングを示すタイミングチャートである。 アーム開閉機構部の他の構成例を示す図である。

符号の説明

１…クランクシャフト
２…ワーククランプ回転機構部
３…ベッド
４…前後スライド機構部
５…左右スライド機構部
６…フィレットロール加工装置
８…ジャーナル部
９…ピン部
１０…フィレットローラ
１１…アッパーアーム
１２…把持ローラ
１３…ロワーアーム
１４…アーム開閉機構部
１５…フレーム
１６…アーム支持機構部
１７…アンクランプ保持機構部
１８…ロック機構部
２１…クランプシリンダ
２３…アッパージョイント
２６…ロワージョイント
３１…アーム支持部材
３２…アーム支持開閉支持ピン
３４…支持ピン
３７…固定ピン
３８，３９…固定ピン受け部
４０…穴部
４１…ロックアーム部材
４２…長孔
４３…引っ張りバネ（弾性部材）
４４…ロックピン
４５…跳ね上げアーム部材
５５…ローラ
５６…引っ張りバネ（復帰手段）
５８…切欠部

Claims (10)

1. フィレットローラを先端部に設けたアッパーアームと、
   クランクシャフトのピン部又はジャーナル部を前記フィレットローラとで挟み込む把持ローラを先端部に設けたロワーアームと、
   前記アッパーアームと前記ロワーアームの他端部に取り付けられ、これらアームを開閉自在として前記ピン部又はジャーナル部を前記フィレットローラと前記把持ローラとで挟み込むクランプ状態又は挟み込みを開放するアンクランプ状態とするアーム開閉機構部と、
   前記アッパーアーム及び前記ロワーアームをフレームに対して吊り下げて支持させる揺動自在なアーム支持部材を有したアーム支持機構部と、
   前記アーム支持部材に係合してこのアーム支持部材を揺動不可能にするロック位置とアーム支持部材に非係合してこのアーム支持部材を揺動可能にするアンロック位置とに渡り回動自在とされるロックアーム部材を有し、このロックアーム部材を前記アーム開閉機構部の動作に連動させてロック位置とアンロック位置とに回動自在とするロック機構部と、を備えた
   ことを特徴とするフィレットロール加工装置。
2. 請求項１に記載のフィレットロール加工装置であって、
   前記ロック機構部は、
   前記フレームに対して基端部を回動自在に取り付けられたロックアーム部材と、
   前記ロックアーム部材の先端側部に設けられ、前記アーム支持部材の基端部に形成された穴部に挿脱されるロックピンと、
   前記フィレットローラと前記把持ローラとで前記ピン部又はジャーナル部を挟み込むクランプ状態となった時に、前記アーム開閉機構部の動作に連動して作動し前記ロックアーム部材を跳ね上げて前記ロックピンを前記穴部から引き抜く跳ね上げアーム部材と、からなる
   ことを特徴とするフィレットロール加工装置。
3. 請求項２に記載のフィレットロール加工装置であって、
   前記アーム開閉機構部は、
   前記アッパーアームと前記ロワーアームを開閉自在とする駆動源となるクランプシリンダと、
   前記クランプシリンダのボディに取り付けられ、前記アッパーアームを連結するアッパージョイントと、
   前記アッパージョイント又は前記アッパーアームの何れかにピンを固定し、他方に前記ピンを挿通ガイドさせる長孔を形成して、前記アッパージョイントに前記アッパーアームを連結させる連結手段と、
   前記クランプシリンダのロッド先端に連結固定され、前記ロワーアームにピンで連結されるロワージョイントと、からなる
   ことを特徴とするフィレットロール加工装置。
4. 請求項３に記載のフィレットロール加工装置であって、
   前記アッパージョイントに前記跳ね上げアーム部材が取り付けられ、前記クランプシリンダの動作に連動してこの跳ね上げアーム部材が昇降動して前記ロックアーム部材を回動自在とする
   ことを特徴とするフィレットロール加工装置。
5. 請求項４に記載のフィレットロール加工装置であって、
   前記クランプシリンダが動作して前記アッパーアームと前記ロワーアームが閉じて行く過程で、前記アッパーアームを閉じ方向に付勢する弾性部材を、前記アッパージョイントと前記アッパーアームの基端側部とに掛けて設けた
   ことを特徴とするフィレットロール加工装置。
6. 請求項５に記載のフィレットロール加工装置であって、
   前記弾性部材の付勢力で前記アッパーアームを閉じ方向に回動させて行く過程で、前記ピンが前記長孔の端部に当接したときをクランプ状態の完了時とする
   ことを特徴とするフィレットロール加工装置。
7. 請求項２から請求項６の何れか一つに記載のフィレットロール加工装置であって、
   前記跳ね上げアーム部材の先端部に、前記ロックアーム部材に接触してこのロックアーム部材を跳ね上げるローラを設けた
   ことを特徴とするフィレットロール加工装置。
8. 請求項２から請求項７の何れか一つに記載のフィレットロール加工装置であって、
   前記ロックアーム部材をアンロック位置からロック位置に復帰させる復帰手段を備えた
   ことを特徴とするフィレットロール加工装置。
9. 請求項２から請求項８の何れか一つに記載のフィレットロール加工装置であって、
   前記フレームに、前記跳ね上げアーム部材の先端部を臨ませる切欠部を設けた
   ことを特徴とするフィレットロール加工装置。
10. アッパーアームの先端部に設けたフィレットローラと、ロワーアームの先端部に設けた把持ローラとで、クランクシャフトのピン部又はジャーナル部を挟み込んだ状態で該クランクシャフトを回転させながらフレームに対して揺動自在に取り付けられたアーム支持部材に支持させたアッパーアーム及びロワーアームを前記ピン部又はジャーナル部に連れ回りさせながらロール加工するフィレットロール加工方法において、
    前記フィレットローラと前記把持ローラとで前記ピン部又はジャーナル部を挟み込む状態を開放するアンクランプ状態の時には、アーム開閉機構部の動作に連動するロック機構部により前記アーム支持部材を揺動不可能にロックし、
    前記フィレットローラと前記把持ローラとで前記ピン部又はジャーナル部を挟み込むクランプ状態の時には、アーム開閉機構部の動作に連動するロック機構部により前記アーム支持部材を揺動可能にアンロックさせる
    ことを特徴とするフィレットロール加工方法。

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